[發(fā)明專利]毛果楊中分離的花器官特異表達(dá)啟動(dòng)子及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310071708.1
• 申請(qǐng)日: 2013-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN103243097A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安新民;陳仲;王佳;李英;葉梅霞;季樂翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/113
• 分類號(hào): C12N15/113;C12N15/82;C12N15/84;C12N1/21;C12N5/10;A01H5/00
• 代理公司: 北京元本知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11308
• 代理人: 葉凡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從植物中分離的啟動(dòng)子，尤其涉及從毛果楊(Populus?trichocarpa?Torr.&?Gray)所分離的花器官特異表達(dá)啟動(dòng)子，本發(fā)明還涉及含有該花器官特異表達(dá)啟動(dòng)子的重組植物表達(dá)載體以及宿主細(xì)胞，本發(fā)明進(jìn)一步涉及它們?cè)谘芯炕ㄆ鞴倩虮磉_(dá)模式或轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制、改良植物性狀、培育植物新品種等方面的應(yīng)用，屬于植物組織或器官特異性表達(dá)啟動(dòng)子的分離及其應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

啟動(dòng)子是RNA聚合酶特異性識(shí)別和結(jié)合的DNA序列，是重要的順式作用元件，一般位于結(jié)構(gòu)基因5’端上游區(qū)。高等植物基因調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行，啟動(dòng)子控制著基因表達(dá)的起始時(shí)間和表達(dá)程度，同時(shí)對(duì)所使用的RNA聚合酶類型也起著決定性作用，所以它是理解基因表達(dá)模式和轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制的關(guān)鍵，是植物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的中心。

根據(jù)啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄模式及功能，可將其分為三類：組成型啟動(dòng)子、組織或器官特異性啟動(dòng)子和誘導(dǎo)型啟動(dòng)子。目前，在植物基因工程中使用的大多數(shù)為組成型啟動(dòng)子，使外源目的基因在植物各組織部位高水平表達(dá)，但是，在此過程中會(huì)出現(xiàn)多種多樣的問題，例如不能從時(shí)間和空間上有效地調(diào)控目的基因的表達(dá)，過度消耗細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)和能量（Gittins?JR,Pellny?TK,Hiles?ER,Rosa?C,Biricolti?S,et?al.(2000)Transgene?expression?driven?by?heterologous?ribulose-1,5-bisphosphate?carboxylase/oxygenase?small-subunit?gene?promoters?in?the?vegetative?tissues?of?apple(Malus?pumila?mill.).Planta210:232-240.）；大量異源蛋白或代謝產(chǎn)物在植物體內(nèi)積累，打破植物的代謝平衡，不利于植物生長(zhǎng)（Robinson?DJ(1996)Environmental?risk?assessment?of?releases?of?transgenic?plants?containing?virus-derived?inserts.Transgenic?research5:359-362.）；引起基因沉默或共抑制現(xiàn)象（Kumpatla?SP,Chandrasekharan?MB,Iyer?LM,Guofu?L,Hall?TC(1998)Genome?intruder?scanning?and?modulation?systems?and?transgene?silencing.Trends?in?Plant?Science3:97-104；Mette?MF,Aufsatz?W,van?der?Winden?J,Matzke?MA,Matzke?AJ(2000)Transcriptional?silencing?and?promoter?methylation?triggered?by?double-stranded?RNA.EMBO?J19:5194-5201.）；此外還存在轉(zhuǎn)基因植物安全性隱憂。因此，科學(xué)家們不斷尋找更為有效的組織或器官特異性啟動(dòng)子來代替組成型啟動(dòng)子，以期更精確的調(diào)控外源基因的表達(dá)。

組織或器官特異性啟動(dòng)子調(diào)控下的基因轉(zhuǎn)錄過程一般只發(fā)生在某些特定的組織或者器官中。組織或器官特異性表達(dá)啟動(dòng)子可以更加經(jīng)濟(jì)有效的調(diào)控外源基因的表達(dá)，特異地在特定需要的部位發(fā)揮作用，這樣不僅可以提高外源基因的表達(dá)豐度，而且將生物能耗降到最低，從而不影響植株的正常生長(zhǎng)。另外，深入研究組織或器官特異性啟動(dòng)子有助于闡明植物形態(tài)、發(fā)育、代謝途徑等基礎(chǔ)理論，而且具有廣泛地應(yīng)用價(jià)值。對(duì)組織或器官特異性表達(dá)啟動(dòng)子進(jìn)行深入地研究已成為當(dāng)前植物基因工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)。